Реферат: Плоская задача теории упругости

Нижегородский государственный

архитектурно-строительный университет.

Кафедра сопротивления материалов и теории упругости.

Расчетно-проектировочная работа

Плоская задача теории упругости

Выполнил: Студент гр. 163 А.В.Троханов

Проверила: Т.П. Виноградова

Н.Новгород 2002 г.

Из тела находящегося в плоском напряженном состоянии, выделена пластина, толщина которой 1 см, размеры в плане 20х20 см.

Схема закрепления пластины.

Задаваясь функцией напряжений, общий вид которой

Ф (х,у)=а₁ х³ у+а₂ х³ +а₃ х² у+а₄ х² +а₅ ху+а₆ у² +а₇ ху² +а₈ у³ +а₉ ху³

Принять два коэффициента функции согласно таблиц 1 и 2, остальные шесть коэффициентов принять равными нулю. В этих же таблицах даны значения модуля упругости Е и коэффициента Пуассона для материала пластины.

Найти общие выражения для напряжений s_х , s_у , t_ху (объемные силы не учитывать) и построить эпюры этих напряжений для контура пластины.

Определить выражения для перемещений U и V. Показать графически(на миллиметровке) перемещение пластины в результате деформирования, определив компоненты перемещений U и V в девяти точках, указанных на схеме. Для наглядности изображения для перемещений выбрать более крупный масштаб, чем масштаб длин. Значение U и V свести в таблицу.

Расчет.

Дано : а₃ =1/3, а₄ = 1

Е=0,69*10⁶ кг/см²

n=0,33

Решение :

1.Проверим, удовлетворяет ли функция напряжений бигармоническому уравнению.

Ф(х,у)=

Поскольку производные

-бигармоническое уравнение удовлетворяется.

2.Определяем компоненты по формулам Эри, принимая объемные силы равными нулю.

s_х =

s_у =

t_ху =

3.Строим эпюры напряжений для контура пластины согласно полученным аналитическим напряжениям.

4.Проверяем равновесие пластины

Уравненения равновесия:

Sх=0 -Т₅ +Т₆ =0 > 0=0

Sy=0 Т₄ +Т₃ +Т₂ -Т₁ -N₂ +N₁ =0 > 0=0

SM=0 M (T₄ T₃ )=-M(T₂ T₁ ) > 0=0

удовлетворяется, т.е. пластина находится в равновесии.

5.Для точки А с координатами (5,-5) найти величины главных напряжений и положение главных осей для точки А.

В этой точке напряжения в основных площадках. s_х =0, s_у =-1,33, t_ху =3,33,

Найдем главное напряжение по формуле:

=-0,665±3,396 кгс/см²

s_max =s_I =2,731 МПа

s_min =s_II = -4,061 МПа

Находим направление главных осей.

a_I =39,36^o

a_II =-50,64^o

6.Определяем компоненты деформации

7.Находим компоненты перемещений

Интегрируем полученные выражения

j(у), y(х) –некоторые функции интегрирования

или

После интегрирования получим

где с₁ и с₂ – постоянные интегрирования

С учетом получения выражений для j(у) и y(х) компоненты перемещений имеет вид

Постоянные с₁ , с₂ , и с определяем из условий закрепления пластины:

1) v =0 или

2) v =0 или

3) u =0 или

Окончательные выражения для функций перемещений u и v

Покажем деформированное состояние пластины определив для этого перемещение в 9-ти точках.

Масштаб

- длин: в 1см – 2см

- перемещений: в 1см - 1*10^-4 см